Épissage - Définition

Épissage alternatif

Chez les Eucaryotes uniquement, c'est une étape nécessaire pour rendre un ARN messager viable à la traduction. Cette étape consiste à la délétion des introns ou des exons qui ne seront pas nécessaires au codage de la protéine, à l'addition d'une coiffe méthylée en 5' et d'une queue poly(A) en 3'. Ces derniers éléments seront nécessaires au déplacement de l'ARN messager du noyau vers le cytoplasme, où il sera traduit par les ribosomes, ainsi qu'à sa stabilité, puisqu'il ne sera plus attaquable par les ARNs nucléosidases.

En effet le spliceosome reconnaît des signaux d'épissage, comme pour un signal radio, ces signaux d'épissage sont plus ou moins forts, ce qui implique que le spliceosome les reconnait plus ou moins bien.

Ces signaux sont simplement des séquences spécifiques de nucléotides.

Les signaux faibles sont appelés « signaux d'épissage alternatif », ils vont permettre à un pre-ARNm d'être épissé en plusieurs ARNm matures. Par opposition les signaux forts sont appelés « signaux constitutifs ».

C'est ainsi qu'un gène peut coder plusieurs protéines. L'épissage alternatif joue un rôle très important dans le développement des cellules, l'organisation des tissus et même dans le développement d'un individu. (ex : le gène Slx pour la différentiation du sexe chez la drosophile). Aujourd'hui, il est admis que près de 60% des gènes chez l'être humain subissent l'épissage alternatif, c'est le phénomène qui explique la surprise des chercheurs qui lors de l'analyse du génome humain ont calculé que ce dernier contiendrait entre 25 et 30 000 gènes. Et le dogme « 1 gène pour 1 protéine » n'est plus.

Dans certains cas extrêmes, l'épissage alternatif permet à un seul gène de coder plus de protéines que tous les autres réunis. C'est le cas pour Dscam chez la drosophile qui peut coder jusqu'à 38016 ARN messagers différents.

L'épissage alternatif permet donc à un gène de coder plusieurs ARNm différents. Il peut se faire de plusieurs façons.

1. Le lasso ne comprend pas toujours un intron seul. Pour un gène contenant un grand nombre d'exons, le lasso formé peut comprendre 2 introns et 1 exon au lieu d'un seul intron. On aura alors des exons non-représentés dans l'ARNm mature, et donc dans la protéine.
2. On peut trouver plusieurs promoteurs au sein d'un même gène. De ce fait, les ARNm matures ne contiennent que les exons en aval du promoteur, ce qui entraine la traduction de plusieurs protéines différentes selon le promoteur utilisé lors de l'épissage.
3. On peut trouver des séquences polyA (séquence de résidus adénine qui protège l'ARNm des exonucléases) à l'intérieur de l'ARNm en plus de la séquence polyA que l'on trouve à l'extrémité 3' de l'ARNm. Selon la séquence polyA qui sera coupé avant traduction, on aura donc des protéines traduites différentes.

L'épissage alternatif est un processus important de régulation de l'expression des gènes. Deux conséquences de l'épissage alternatif y concourent :

La première est connue sous les initiales NMD Nonsense mediated decay : lors de l'épissage alternatif, l'ajout ou le retrait d'exon, ou bien encore la modification de la longueur de tel ou tel exon (par rapport à l'ARNm "canonique") peut entraîner un décalage du cadre de lecture (les nucléotides sont lus trois par trois par le ribosome lors de la traduction), et de ce fait causer l'apparition prématurée d'un codon STOP, ce qu'on appelle une mutation non-sens. Les ARNm ainsi formés sont reconnus par un ensemble de protéines et dégradés avant que la traduction puisse s'opérer. Ce processus n'est pas seulement un mécanisme de "contrôle qualité" mais permet aussi, en augmentant le taux des épissages alternatifs producteurs de codons STOP prématurés,de diminuer le nombre de protéines traduites. La seconde conséquence est tout simplement le fait qu'un changement dans la séquence de l'ARNm se répercute sur celle de la protéine et donc potentiellement sur ses capacités physico-chimiques, et permet de réguler sa fonction. Par exemple : la protéine CD45 joue un rôle dans l'activation des lymphocytes T lors d'une réponse immunitaire à une infection. Lorsque les lymphocytes T sont au repos et donc potentiellement activables, la forme la plus longue de la protéine est exprimée (elle comporte la totalité des neuf exons). Lorsque les lymphocytes T viennent d'être activés, les ARNm de CD45 sont épissés alternativement et les exons 4,5,6 sont excisés. La forme de CD45 ainsi produite est donc plus courte et ne peut pas jouer son rôle d'activateur. Ceci empêche les lymphocytes T de recevoir un signal d'activation trop longtemps et donc de déclencher une réponse immunitaire disproportionnée.